Võru Linnavolikogu määruse nr 23 Võru linna soojusmajanduse arengukava aastateks Lisa 4 Töö nr ENE1601 Võru linna soojusmajanduse

Väljavõte

1 Võru Linnavolikogu määruse nr 23 Võru linna soojusmajanduse arengukava aastateks Lisa 4 Töö nr ENE1601 Võru linna soojusmajanduse arengukava aastateks Osa IV Võrukivi võrgupiirkond Tallinn 2016 Meie oskused on Teie edu! Võru Linnavalitsus ÅF-Consulting AS Jüri tn 11 Akadeemia tee 21/ Võru Tallinn Tel Tel

2 Sisukord Kokkuvõte Soojusvarustussüsteemide üldiseloomustus Katlamaja Kaugküttevõrk Soojustarbijad Soojuse tootmine ja tarbimine Soojuse tarbimine Võrukivi katlamaja soojustoodangud Võrukivi katlamajas kasutatavad kütused Koormusgraafikud Perspektiivne soojuse tarbimine ja toodang Arendusvariantide analüüs Võrukivi võrgupiirkonna arendamise variandid Variant 0: Säilib senine soojusvarustuse süsteem Variant 1: Olemasoleva soojustorustiku renoveerimine Variant 2: Võrukivi Tehnopargi ühendamine kaugküttevõrguga Soojusvarustuse arendamise variantide majanduslik hinnang Majandusarvutuste metoodika Majandusarvutuste lähteandmed ja tulemused Senise soojusvarustuse süsteemi säilitamine Olemasoleva torustiku renoveerimine Võrukivi Tehnopargi ühendamine Võrukivi võrgupiirkonnaga Majandusarvutuste kokkuvõte Soovituslik tegevuskava Võrukivi võrgupiirkonna arendamiseks Lisa 1. Võrukivi kaugküttevõrgu plaan Lisa 2. Võrukivi kaugküttevõrgu skeem

3 Kokkuvõte Võrukivi võrgupiirkonna tarbijaid varustatakse soojusega Danpower Eesti AS-ile kuuluvast katlamajast. Katlamajas on kolm katelt: 1,6 MW hakkpuiduga köetav katel ning 1 MW ja 0,5 MW põlevkiviõliga köetavad katlad summaarse väljundvõimsusega 1,5 MW. Võrukivi katlamaja tehniline seisund on hea. Seega lähitulevikus ei ole vajalik katlamaja rekonstrueerimine. Võrukivi võrgupiirkond on Võru linnas väikseim võrgupiirkond, aastase müügimahuga ligikaudu MWh. Võrukivi võrgupiirkonna kogupindala umbes 0,13 km² ning keskmine tegelik soojuse tarbimise erikoormus on 2,0 MWh/m. Soojuse müügi/tarbimise osatähtsust tarbitud kütuste energiasisalduse kohta iseloomustab kaugkütteahela kasutegur, mis Võrukivi võrgupiirkonnas on aastatel olnud vahemikus 63 65%. Võrukivi kaugküttesüsteemi rekonstrueerimisel tuleks seada eesmärgiks kaugkütteahela kasuteguri tõstmine vähemalt tasemeni vähemalt 70%. Võrukivi kaugküttevõrk töötab vastavalt temperatuurigraafikule 95/55 C. Võrukivi kaugküttetorustik on enamuses renoveeritud ning suhtelised soojuskaod jäävad 15% juurde. Sooja tarbevett valmistatakse Võrukivi kaugküttevõrguga ühendatud hoonete soojussõlmedes. Soojussõlmed on renoveeritud ja heas korras. Võrukivi kaugküttevõrgu küttevee tagasivoolu keskmine temperatuur on aasta külmal perioodil olnud 46 C ja suveperioodil 56 C. Küttevee tagasivoolu kõrge temperatuur näitab mitte piisavat küttevee jahtumist soojatarbijate soojussõlmede sooja tarbevee soojusvahetites. Vajalik on rakendada meetmeid suveperioodil soojusvõrgu tagasivoolu küttevee temperatuuri alandamiseks koostöös soojusettevõtte ja soojatarbijate vahel. Küttevee tagasivoolu temperatuuri alandamine 1 C võrra aasta jooksul vähendab soojusvõrgu absoluutset soojuskadu 0,5 1 C võrra. Seega on siin reserv soojusvõrgu toimimise efektiivsemaks muutmiseks. Võrukivi kaugküttevõrgu kasutusel oleva soojustorustiku kogupikkus on 794 m. Sellest 547 m (68,9%) on maa-alune kahetoruline eelisoleeritud torustik, 137 m (17,3%) maaalune kahetoruline kaugküttevõrk raudbetoonkanalis ja maapealne torustik on 110 m (13,9%). Võru linna Võrukivi kaugküttevõrguga on ühendatud 7 tarbijat (korterelamut). Võrukivi kaugküttevõrgu soojustarbijate a tegelik kaugkütte soojustarbimine oli MWh ning taandatuna normaalaasta kliimatingimustele oli see MWh. Kaugkütte soojust tarbivate korterelamute soojuse eritarbimine suletud netopinna kohta on 145,0 kwh/m 2 a. Võrukivi kaugküttevõrguga ühendatud seitsmest korterelamust neljale on väljastatud energiamärgis, vastavalt kaks D-klassi, üks E-klass ning üks F-klass. 3

4 Prognoosarvutustes on arvestatud soojustarbimise vähenemisega ca 2% aastas seoses korterelamutes renoveerimismeetmete rakendamisega. Aastal 2027 on prognoositav soojuse tarbimine MWh. Kui arvestada ka Võrukivi Tehnopargi võimaliku liitumisega, siis on prognoositav soojuse tarbimine aastal MWh. Kaugküttesüsteemi võimalike variantidena on arengukavas käsitletud senise olukorra jätkumist (variant 0), olemasoleva kaugküttetorustiku rekonstrueerimist (variant 1) ning Võrukivi Tehnopargi liitumist Võrukivi võrgupiirkonnaga (variant 2). Võrukivi kaugküttevõrgu arengu jätkusuutlikkuse kindlustamiseks on oluline uute tarbijate (Võrukivi Tehnopargi hooned) liitumine kaugküttevõrguga (variant 2). Kasutatud majandusarvutuste lähteandmete puhul ei ole variandi 1 kohane investeering majanduslikult tasuv. Soojusvõrgu rekonstrueerimiseks on vajalik investeeringu toetus vähemalt 50% ulatuses. 4

5 1. Soojusvarustussüsteemide üldiseloomustus 1.1. Katlamaja Võrukivi võrgupiirkonna tarbijaid varustatakse soojusega Danpower Eesti AS kuuluvast katlamajast aadressil Silikaadi 19 (vt. joonis 1.1). Katlamajas on kolm katelt (vt. tabel 1.1) 1,6 MW hakkpuiduga köetav katel (joonis 1.4) ning kaks, 1 MW ja 0,5 MW, põlevkiviõliga köetavat katelt (joonis 1.6). Põhikütusena kasutatakse Võrukivi katlamajas alates aastast hakkpuitu. Tipu- ja reservkütuseks kasutatakse põlevkiviõli. Põlevkiviõli kasutatakse ka suveperioodil sooja tarbevee valmistamiseks, kuna hakkpuidu katel on selleks liiga suure võimsusega. Katlad on heas seisukorras ning töötavad pideva personali juuresolekuta. Suveperioodil kasutatakse hoonete sooja tarbevee koormuse katmiseks põlevkiviõliga köetavaid katlaid, hakkpuiduga köetav katel on suvise sooja tarbevee koormuse katmiseks liiga suure võimsusega. Õlikatelde aastakeskmine kasutegur on tavapärasest madalam (alla 80%). Vajalik on rakendada meetmeid õlikatelde kasutamise efektiivsuse suurendamiseks. Tabel 1.1. Võrukivi katlamaja seadmed Katlamaja aadress Võrukivi katlamaja Silikaadi 19 Silikaadi 19 Silikaadi 19 Katel Nr Katelseadmete tüübid Schmid, restpõletus Katelde võimsused MW 1,6 1 0,5 Max töörõhk bar Kasutatav kütus liik Hakkpuit Põlevkiviõli mark C Põlevkiviõli mark C Veepehmendusseade tüüp SM/ETP-3 Soojusvõrgu temperatuuri graafik pealevool ºC tagasivool ºC Soojusvõrgu rõhk pealevool bar 2,5 2,5 2,5 tagasivool bar 1,3 1,3 1,3 Soojusvõrgus ringleva vee kogus m³/h Soojusvõrgu pumbad tüüp AKN-80/2N AL-1081/2 m³/h Lisavee pumbad tüüp CR 2-20 CR 2-20 m³/h 2,5 2,5 Soojusmõõtja katlamajas tüüp Kamstrup Multical 5

6 Katlamaja on varustatud võrgupumpadega AKN-80/2N ja AL-1081/2 (joonis 1.5). Katlamajast väljastatava soojuse kogust mõõdetakse soojusvõrgu tagasivoolu torule paigaldatud soojusmõõtjaga tüüp Kamstrup Multical Ultraflow. Katlamaja tehniline seisund on hea. Joonis 1.3. Võrukivi katlamaja kütuse konveier Joonis 1.1. Võrukivi katlamaja Joonis 1.4. Võrukivi katlamaja 1,6 MW hakkpuidu katel Joonis 1.2. Võrukivi katlamaja kütuse etteandmise süsteem Joonis 1.5. Võrukivi katlamaja võrgupumbad 6

7 Joonis 1.6. Võrukivi katlamaja põlevkiviõli katlad 1 MW ja 0,5 MW 1.2. Kaugküttevõrk Võrukivi võrgupiirkond on Võru linnas väikseim võrgupiirkond, aastase keskmise müügimahuga ligikaudu MWh. Võrgupiirkond asub linna põhjaosas ja 1,5 km kaugusel Kesklinna võrgupiirkonnast. Võrukivi kaugküttevõrgu kasutuses oleva soojustorustiku hoonete väline kogupikkus on 794 m. Sellest 547 m (68,9%) on maa-alune kahetoruline eelisoleeritud torustik, 137 m (17,3%) maa-alune kahetoruline soojustorustik raudbetoonkanalis ja 110 m (13,9%) on maapealne torustik. Ülevaade Võru linna kaugküttepiirkonnast ja kolmest võrgupiirkonnast on esitatud arengukava Osas I Üldosa. Võrukivi soojusvõrgu plaan ja skeem on esitatud lisades 1 ja 2. Koondina on esitatud soojusvõrgu andmed tabelis 1.2. Tabel 1.2. Võrukivi võrgupiirkonna soojustorustiku andmed Maa-aluses Läbimõõt Pikkus Eelisoleeritud kanalis Dn, mm L, m torustik, m torustik, m Maapealne torustik, m Kokku Osatähtsus, % 68,9 17,3 13,9 Võrukivi kaugküttevõrk töötab vastavalt temperatuurigraafikule 95/55 C. Kaugküttevõrgu küttevee peale- ja tagasivoolu temperatuurid sõltuvalt välisõhu temperatuurist aasta osalistel andmetel on esitatud joonisel 2.3. Antud joonisel ei ole näidatud küttevee 7

8 Küttevee temperatuur temperatuure suveperioodil soojuse väljastamisel hoonetesse sooja tarbevee valmistamiseks. Soe tarbevesi valmistatakse kaugküttevõrguga ühendatud hoonete segamistüüpi soojussõlmedes, kuhu on paigaldatud plaatsoojusvahetid. Soojussõlmed olulist renoveerimist ei vaja Välisõhu temperatuur Pealevool Tagasivool Joonis 1.7. Võrukivi kaugküttevõrgu küttevee peale- ja tagasivoolu temperatuurid Välisõhu temperatuuril 0 C on küttevee pealevoolu temperatuur C, välisõhu temperatuuri edasisel langemisel tõstetakse küttevee temperatuuri tavaliselt kuni 90 C-ni. Suveperioodil on küttevee pealevoolu temperatuur C. Soojusvõrgu küttevee tagasivoolu temperatuur on aastal hoonete kütmisrežiimis olnud keskmiselt 46 C, aga suveperioodil 56 C. Selline tagasivoolu temperatuuride olukord viitab halvale küttevee jahutamisel hoonete sooja tarbevee soojusvahetites. Vajalik on hoonete soojussõlmedes meetmete rakendamine soojusvõrgu küttevee paremaks jahutamiseks, nt temperatuuriregulaatorite seadistamine. Selleks on vajalik koostöö kaugkütteettevõtte ja soojatarbijate vahel. Küttevee tagasivoolu temperatuuri alandamine 1 C võrra aasta jooksul vähendab soojusvõrgu absoluutset soojuskadu 0,5 1 C võrra. Seega on siin reserv soojusvõrgu toimimise efektiivsemaks muutmiseks. Võrukivi võrgupiirkonna kogupindalaga on umbes 0,13 km². Kaugküttevõrgu keskmine tegelik soojuse tarbimise erikoormus (aastane tarbimine suhe võrgu pikkusesse) jääb vahemikku 1,95 2,1 MWh/m, mida saab lugeda veel rahuldavaks näitajaks. Soojusvõrgu keskmine suhteline soojuskadu on olemasolevas olukorras 15%, Võrukivi kaugküttevõrk on suures osas renoveeritud, kasutuses on veel 137 m maa-alust halvemas olukorras olevat torustikku, millise asendamine eelisoleeritud torudega maksaks ca 41 tuh eurot. Maapealse torustiku DN65, pikkusega 110 m isolatsioonikihi uuendamine maksaks ca 15 tuh eurot. Sellisel juhul väheneks soojusvõrgu soojuskaod 10 11%-ni soojusvõrgu aastaringse kasutuse korral ja soojusvõrk oleks kogu ulatuses soojuskadude vähendamise seisukohalt renoveeritud. 8

9 2. Soojustarbijad Võru linna Võrukivi kaugküttevõrguga on ühendatud 7 tarbijat (korterelamut). Kõik soojustarbijad on varustatud segamistüüpi soojussõlmedega. Soojuse tarbimist hoonete soojusvarustuseks on hakatud osaliselt mõõtma kaugloetavate soojusarvestitega ja nende paigaldamine jätkub. Ehitisregistri andmetel jääb korterelamute ehitusaasta ajavahemikku Ehitisregistri andmetel on korterelamute summaarne suletud netopind m 2 ning maht m 3. Soojustarbijate lõikes on meil teada aasta soojustarbimise andmed. Võrukivi kaugküttevõrgu soojustarbijate aasta tegelik kaugkütte soojustarbimine oli MWh. Taandades selle normaalaasta kliimatingimustele, saame aastaseks kaugkütte soojusenergia tarbimiseks MWh. Korterelamute soojuse eritarbimine suletud netopinna kohta a andmetele tuginedes on olnud 145,0 kwh/m 2 a. Elanikud on elamuid osaliselt renoveerinud (peamiselt akende vahetus), mis ei ole olnud piisav elamute soojustarbe oluliseks vähendamiseks. Seitsmest korterelamust neljale on väljastatud ka energiamärgis, vastavalt kaks D-klassi (väljastatud a), üks E-klass (2012. a) ning üks F-klass (märgis väljastatud a). Ettepanekud hoonete energiakasutuse vähendamiseks on esitatud arengukava Osas I Üldosa. 3. Soojuse tootmine ja tarbimine 3.1. Soojuse tarbimine Soojuse tarbimise osas käsitleme kolme viimase aasta ( ) igakuiseid tarbimise andmeid. Võrukivi kaugküttevõrku ühendatud tarbijate tegelik soojusenergia tarbimine kuude lõikes perioodil on esitatud tabelis 3.1. Tabel 3.1. Võrukivi kaugküttevõrgu soojustarbijate tegelik tarbimine kuude lõikes perioodil Kuu Võrukivi Keskmine Jaanuar Veebruar Märts Aprill Mai Juuni Juuli August

10 Soojustarbimine, MWh Kuu Võrukivi Keskmine September Oktoober November Detsember Kokku Välisõhu temperatuur on viimastel aastatel olnud erinev a oli keskmisest jahedam ning a, a ja a talv olid keskmisest soojemad. Selleks, et analüüsida soojuse tarbimist erinevate aastate lõikes, on soojustarbimised üle viidud normaalaasta kliimatingimustele. Normaalaasta kliimatingimustele taandamisel kasutame TTÜ teadlaste ja KredExi poolt soovitatud metoodikat ja arvutusvalemit. Kolme viimase aasta tegelikud ja normaalaasta kliimatingimustele taandatud soojuse tarbimised on esitatud tabelis 3.2 ja joonisel 3.1. Tabel 3.2. Kraadpäevade arv ja Võrukivi kaugküttevõrgu soojustarbijate normaalaasta kliimatingimustele viidud soojuse tarbimine perioodil Aasta Kraadpäevad Tarbimine, MWh Tegelik Normaalaasta Keskmine Tabelist 3.2 näeme, et kolme viimase aasta tegelik ja normaalaasta kliimatingimustele taandatud soojuse tarbimine on olnud vastavalt MWh ja MWh. Aasta-aastalt on normaalaastale taandatud soojuse tarbimine Võrukivi võrgupiirkonnas vähenenud Tegelik Normaalaasta Joonis 3.1. Võrukivi kaugküttevõrgu tegelik ja normaalaasta kliimatingimustele üle viidud soojuse tarbimine perioodil

11 Soojustoodang, MWh 3.2. Võrukivi katlamaja soojustoodangud Katlamajas toodetud ja kaugküttevõrku suunatud soojuse kogus koosneb tarbijate poolt tarbitud soojuse kogusest ja jaotuskadudest (soojuskadudest kaugküttevõrgus). Võrukivi katlamaja soojustoodangu osas käsitleme kolme viimase aasta (2013, 2014 ja 2015) igakuiseid soojustoodanguid (vt tabel 3.3). Tabel 3.3. Võrukivi katlamaja soojustoodangud perioodil , MWh Kuu Võrukivi Keskmine Jaanuar Veebruar Märts Aprill Mai Juuni Juuli August September Oktoober November Detssember Kokku Jaan. Veebr. Märts Aprill Mai Juuni Juuli Aug. Sept. Okt. Nov. Dets Joonis 3.2. Võrukivi katlamaja soojuse tootmine Katlamaja toodangute andmete alusel on koostatud soojuse tegeliku tootmise tulpdiagramm vaadeldavate aastate kohta (joonis 3.2). Sama kuu tegelik soojuse tootmine võib eri aastatel oluliselt erineda. Nii oli aasta märtsis keskmine välisõhu temperatuur 7,3 C ja katlamaja 11

12 Soojustoodang, MWh soojuse toodang 338 MWh ning aastate 2014 ja 2015 märtsis oli keskmine välisõhu temperatuur 3 C ja katlamaja soojuse toodang keskmiselt 240 MWh. Soojuse toodangu/väljastuse analüüsiks on reaalsed aastased soojustarbimised üle viidud normaalaasta kliimatingimustele. Kolme viimase aasta tegelikud ja normaalaasta kliimatingimustele üle viidud soojuse toodangud on esitatud tabelis 3.4 ja joonisel 3.3. Tabel 3.4. Võrukivi katlamaja soojustoodangud normaalaastal, MWh Aasta Kraadpäevad Soojustoodang Tegelik Normaalaasta Keskmine Tegelik Normaalaasta Joonis 3.3. Võrukivi katlamaja tegelik ja normaalaasta kliimatingimustele üle viidud soojuse tootmine Kolme viimase aasta katlamaja soojuse kogutoodang on olnud erinev. Aastal 2013 kui kõige külmemal kütteperioodil on olnud soojuse toodang suurim. Aastal 2014 ja 2015 on olnud tunduvalt soojemad ja ka soojuse toodangud olnud kuni 1,1 korda väiksemad. Tegelik keskmine toodang on olnud MWh. Normaalaastale taandatud soojuse toodangud ei ole olnud oluliselt erinevad, keskmiselt MWh. Kaugkütte katlamaja võimsus ja soojuse toodang sõltuvad välisõhu temperatuurist. Meil on teada a katlamaja tunnikeskmised võimsused ja vastavad välisõhutemperatuurid. Nende andmete põhjal on esitatud võimsuse sõltuvus välisõhu temperatuurist joonisel 3.4. Näeme, et nimetatud sõltuvus on ligilähedaselt lineaarselt võrdeline. Võttes arvesse võrdelist sõltuvust kahe nimetatud suuruse vahel, on võimalik leida lineaarse interpolatsiooni teel katlamaja maksimaalne võimsus nn arvestuslikul välisõhu temperatuuril. Antud juhul on nt välisõhu temperatuuril 25 C katlamaja maksimaalne võimsus 0,8 MW. 12

13 Soojus, MWh Soojustoodang, MWh 0,90 0,80 0,70 0,60 y = -0,0173x + 0,3434 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Joonis 3.4. Võrukivi katlamaja soojuskoormuse sõltuvus välisõhu temperatuurist Joonisel 3.5 on toodud koondandmed soojuse tootmise, tarbimise ja soojuskadude kohta kolmel viimasel aastal. Aasta keskmine suhteline soojuskadu on 15% Soojuse toodang Soojuse tarbimine Soojuskaod Joonis 3.5. Soojuse tootmine, tarbimine ja kadu Võrukivi kaugküttevõrgus Jaan. Veebr. Märts Aprill Mai Juuni Juuli Aug. Sept. Okt. Nov. Dets. Tootmine Kaod Joonis 3.6. Võrukivi katlamaja keskmised soojustoodangud ja kaod soojusvõrgus 13

14 Tulpdiagrammilt (joonis 3.6) nähtub, et soojuskaod energiaühikutes jäävad vahemikku MWh ja on maksimaalsed külmematel kuudel ja väiksemad soojematel kuudel. Suhteline soojuskadu jääb kütteperioodil keskmiselt vahemikku 13 16%. Kuude kaupa suhtelised soojuskaod oluliselt ei erine Võrukivi katlamajas kasutatavad kütused Võrukivi katlamajas kasutatakse soojuse tootmiseks alates aastast põhikütusena hakkpuitu seoses hakkpuiduga köetava katla paigaldamisega. Tipu- ja reservkütuseks kasutatakse põlevkiviõli, mis oli katlakütusena kasutusel enne hakkpuidu katla paigaldamist. Kütuste tarbimise andmed Võrukivi katlamajas nii naturaalühikutes kui ka energiaühikutes on esitatud tabelis 3.5. Tabel 3.5. Kütuste tarbimine Võrukivi katlamajas Kasutatud kütus Aastatel tarbitud kütuste kogused Põlevkiviõli, kg Hakkpuit, m Kokku kütus, MWh 2 647, , ,1 Teades katlamajas tarbitud kütuste kogust energiaühikutes ja tarbitud soojuse kogust on võimalik hinnata kogu kaugkütteahela efektiivsust, mida iseloomustab joonisel 3.7 esitatud tulpdiagramm. 100% 80% 60% 40% 20% 0% Tarbimine Kaod Joonis 3.7. Võrukivi kaugküttevõrgu energiabilanss 3.4. Koormusgraafikud Võrukivi võrgupiirkonna soojustarbimise analüüsiks ja koormusgraafiku koostamiseks on meil kasutada aasta ööpäevased soojuse tootmise andmed. Nende alusel saame arvutada katlamaja ööpäevase keskmise soojuskoormuse megavattides ja koostada soojuskoormuse ajalise muutumise graafiku (joonis 3.8) Samale soojuskoormuse graafikule on lisatud ka tegelikud 14

15 Katlamaja soojuskoormus, MW Välisõhu temperatuur Katlamaja soojuskoormus, MW Välisõhu temperatuur välisõhu ööpäeva keskmised temperatuurid, et paremini näitlikustada soojuskoormuse sõltuvust ilmast. Graafikult nähtub, et soojuse tootmine ja tarbimine on otseses sõltuvuses välisõhu temperatuurist. 0,6000 0,5000 0,4000 0,3000 0,2000 0,1000 0, Joonis 3.8. Võrukivi katlamaja a soojuskoormused Iseloomustamaks aasta soojuskoormuste kestvusi joonistame välja katlamaja koormuste alanemise suunas reastatud koormusgraafiku koos välisõhu temperatuuri graafikuga (joonis 3.9). Graafikult nähtub paremini, kui pikal perioodil on tarvis erinevaid soojuskoormusi. Näiteks 0-kraadise välisõhu temperatuuri korral on keskmine soojuskoormus 0,22 0,3 MW ja sellest suuremate soojuskoormuste ajaline kestvus aastas on päeva. Aastal 2015 on maksimaalne soojuskoormus olnud 0,55 MW. 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0, Joonis 3.9. Võrukivi katlamaja a soojuskoormuse sõltuvus välisõhu temperatuurist 15

16 Soojuskoormus, MW aasta oli suhteliselt soe. Võrumaa 30 aasta keskmine kraadpäevade arv on 4 242, kuid aastal oli kraadpäevade arv Klimaatiliste tingimustega on vajalik arvestada katlamaja rekonstrueerimisel katelde võimsuste valikul ja soojuse toodangu planeerimisel. Võrukivi katlamaja normaalaasta klimaatilistele tingimustele vastab joonisel 3.10 esitatud soojuskoormuse graafik, mis on koostatud eeldusel, et soojuse toodang (väljastamine soojusvõrku) normaalaastal on MWh. Sel juhul on katlamaja maksimaalne soojuskoormus 0,8 MW. 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Biokütus Põlevkiviõli Töötunnid Joonis Võrukivi katlamaja soojuskoormuse graafik 4. Perspektiivne soojuse tarbimine ja toodang Tulevaste perioodide soojuskoormuste planeerimisel peame arvestama järgnevate asjaoludega: soojuse tootmine ja tarbimine normaalaasta kliimatingimustel Võrukivi võrgupiirkonnas; soojuse tarbimise vähenemine seoses korterelamutes rakendatud renoveerimis- ja energiasäästumeetmetega ning elanike arvu kahanemisega; potentsiaalsed uued soojustarbijad. Võrukivi võrgupiirkonnas on ette näha uute soojustarbijate liitumist kaugküttevõrguga. Planeeritav soojustarbija on Võrukivi Tehnopark, mille detailplaneeringu ala asub Võru linna loodeosas, Tallinna mnt ja Ringtee vahelisel ala, ca 1,5 km kaugusel Võru kesklinnast. Planeeringuala moodustavad tootmis- ja/või ärimaa sihtotstarbega kinnistud, mis asuvad ühtlase reljeefiga maa-alal. Kivi tn 23 kinnistul asub ca m 2 ehitusaluse pindalaga ehitusjärgus tootmishoone. Ülejäänud kinnistutel hoonestus puudub. 16

17 Soojustarbimine, MWh Soojustarbimine, MWh Arengukavas on analüüsitud kahte varianti perspektiivse soojuse tarbimisena. Esimene, kus perspektiivsete tarbijate maksimaalne soojuskoormus soojusvõrgu projekti kohaselt on kw ja teine, kui see on 825 kw, arvestades poole väiksemat võimsuskasutust. Tulevikuks prognoositavat soojustarbimist mõjutab oluliselt Võrukivi piirkonna korterelamute soojustarbimine. Seoses korterelamute renoveerimismeetmete rakendamisega tulevikus on ette näha tarbimise vähenemist. Arvutuste aluseks prognoosime elamute soojustarbimise vähenemist igal aastal 2%. Prognoositav soojustarbimise vähenemine on esitatud joonisel 4.1. See on aluseks võetud ka majandusanalüüsil. Prognoosarvutuste kohaselt on oodata soojustarbimise vähenemist Võrukivi võrgupiirkonnas ca 2% perioodil Prognoositav soojuse tarbimine a on MWh. Prognoositav soojustarbimise muutumine arvestades ka perspektiivseid uusi tarbijaid on esitatud joonisel Joonis 4.1. Soojustarbimise prognoos Võrukivi võrgupiirkonnas aastateks perspektiivne kw perspektiivne +825 kw Joonis 4.2. Soojustarbimise prognoos Võrukivi võrgupiirkonnas aastateks arvestades Võrukivi Tehnopargi liitumist kaugküttevõrguga 17

18 5. Arendusvariantide analüüs 5.1. Võrukivi võrgupiirkonna arendamise variandid Kaugküttesüsteemi arendamise võimalike variantidena käsitleme: Variant 0 Jätkub senine soojuse tootmise olukord hakkpuidu kasutamisega põhikütusena ja põlevkiviõli kasutamisega tipu- ja reservkütusena, mis on tavapärase äritegevuse variant. Olulisi renoveerimistöid ei tehta. Variant 1 Olemasoleva soojustorustiku renoveerimine. Variant 2 Võrukivi Tehnopargi hoonete liitumine Võrukivi võrgupiirkonnaga Variant 0: Säilib senine soojusvarustuse süsteem Kaugkütte soojusvarustuse arendamise variantide analüüsimisel on alg- ehk baasvariandiks kaugkütte jätkamine olemasolevast töötavast katlamajast, kus põhikütusena kasutatakse hakkpuitu. Olemasoleva katlamaja baasil on võimalik täielikult rahuldada kaugküttevõrgu vajadused. Katlamaja ei vaja lähitulevikus rekonstrueerimist. Soojusvõrgus soojuskadude vähendamise ja võrgu töökindluse tõstmise eesmärgil on vajalik planeerida soojusvõrgu rekonstrueerimist halvemas tehnilises olukorras olevate torustiku lõikude osas lisaks tavapärasele äritegevusele. Variandi 0 kohaselt jätkub kaugkütteettevõtte tavapärane äritegevus ilma oluliste investeeringuteta. Tavapärast äritegevust mõjutavad ka ettevõttevälised tegurid, näiteks: soojuse müügihinna sõltuvus katlakütustena kasutatavate hakkpuidu ja põlevkiviõli hinnast; soojuse müügi muutused seoses hoonete energiasäästlikumaks renoveerimisega ja uute tarbijate kaugküttevõrku liitumisega; kaugkütte reguleerimise administratiivsed meetodid kui ka poliitilised otsused. Kütuste ja soojuse hinda on käsitletud arengukava Osas I Üldosa p. 3. Kaugküte on administratiivne monopol, kuna soojatarbijatel on olemas alternatiivne valik lokaalkütte näol. Kaugkütte reguleerimise administratiivsed meetodid kui ka poliitilised otsused ei tohi kaugkütteettevõtjal tekitada ebakindlust kaugküttesüsteemi arendamisel, et tagada optimaalselt ehitatud ja stabiilse soojuskoormusega kaugküttepiirkond, mis on võimeline pakkuma pikaajaliselt lokaalsetest lahendustest soodsama hinnaga kaugkütet. Võrukivi võrgupiirkonna stabiilseks ja jätkusuutlikuks arenguks on vajalik soojusvõrgu rekonstrueerimine ja põlevkiviõliga köetavate katelde töö efektiivsemaks muutmine. 18

19 Variant 1: Olemasoleva soojustorustiku renoveerimine Alljärgnevalt on käsitletud Võrukivi kaugküttevõrgu veel rekonstrueerimata torustiku rekonstrueerimist, mis mõjutavad märgatavalt kogu soojusvõrgu soojuskadusid. Variandi 1 korral asendatakse olemasolev magistraaltorustikust (ühenduskohast K1) elamuni Silikaadi 17 suunduv halvas olukorras betoonkanalis olev soojustorustik läbimõõduga DN65 sama läbimõõduga eelisoleeritud torudega torustikuga, pikkusega 137 m ja uuendatakse magistraa l- torustikust (ühenduskohast K2) elamuni Silikaadi 2 suunduv maapealse soojustorustiku DN65 (pikkusega 110 m) halvas olukorras oleva soojusisolatsioon (vt soojusvõrgu skeem lisas 2). Paigaldatava isolatsioonikihi paksus on vähemalt 60 mm. Nimetatud kaugküttevõrgu lõikude rekonstrueerimise hinnanguline soojuse sääst soojuskadude vähenemise arvelt on 120 MWh/a ning kogu soojusvõrgu suhtelist soojuskadu on võimalik vähendada 10 11%-ni. Investeeringu suuruseks kirjeldatud soojusvõrgu lõikude rekonstrueerimisel on hinnatud 56,5 tuhat eurot Variant 2: Võrukivi Tehnopargi ühendamine kaugküttevõrguga Võrukivi Tehnopargi planeeritava hoonestuse soojavarustuse tagamiseks on üheks variandiks soojusvarustus olemasoleva Võrukivi katlamaja baasil. Võrukivi Tehnopargi äri- ja tootmishoonete perspektiivseks ühendamiseks on ette nähtud uue kaugküttetorustiku rajamine, mis ühendatakse Võrukivi katlamaja kollektoriga. Uue soojusvõrgu soojuskandja parameetrid on arvestatud rõhule 6 bar ja temperatuurigraafikule 95/55 C. Koondina on esitatud projekteeritud soojusvõrgu andmed tabelis 5.1. Võrukivi Tehnopargi soojustorustik on projekteeritud eeldatavale maksimaalsele soojuskoormusele kw. Tabel 5.1. Võrukivi Tehnopargi soojustorustiku andmed Läbimõõt DN, mm Pikkus L, m Eelisoleeritud torustik, m 40 27,4 27, ,9 23, ,4 227, ,5 145, ,1 19,1 Kokku 443,3 443,3 Osatähtsus, % 100,0 Võrukivi katlamaja soojuskoormuse kestvusgraafik, arvestades Tehnopargi maksimaalse soojuskoormusega kw, on esitatud joonisel 5.1. Hoonete kütterežiimis on hinnanguliselt võimalik toota kuni MWh soojust. Täiendav toodang Võrukivi katlamajale on MWh. Katlamaja maksimaalne soojuskoormus sel juhul on 2,4 MW. Suvise sooja tarbevee valmistamiseks kasutatakse põlevkiviõliga köetavaid katlaid, kuna hakkpuidu katla võimsus on selleks liiga suur. Talvise tipukoormuse, suvisel ajal ja hakkpuidu katla remondi ajal kasutatakse olemasolevaid põlevkiviõlil töötavaid reservkatlaid. Soojuse toodang põlevkiviõliga on umbes 884 MWh. Olemasolevad põlevkiviõli katlad on võimalik käitada soojusvõrgu minimaalsetel koormustel. 19

20 Soojuskoormus, MW Soojuskoormus, MW 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Biokütus Põlevkiviõli Joonis 5.1. Võrukivi katlamaja soojuskoormusgraafik Tehnopargi maksimaalse koormuse kw lisandumisel On vähetõenäoline, et Võrukivi Tehnopargi maksimaalne soojuskoormus saavutatakse lähima 10 aasta jooksul. Hinnanguliselt eeldame, et kasutatakse 50% maksimaalsest võimsusest ehk siis 825 kw. Hoonete kütterežiimis on võimalik siis soojust toota MWh. Täiendav toodang katlamajale oleks MW. Võrukivi katlamaja soojuskoormuse kestvusgraafik, arvestades Võrukivi Tehnopargi soojuskoormusega 825 kw, on esitatud joonisel ,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Biokütus Põlevkiviõli Joonis 5.2. Võrukivi katlamaja soojuskoormusgraafik Tehnopargi maksimaalse koormuse 825 kw lisandumisel Katlamaja maksimaalne võimsus sel juhul on 1,62 MW. Suvine soe vesi antakse põlevkiviõli katlaga, kuna hakkpuidu katla võimsus on selleks liiga suur. Talvise tipukoormuse, suvisel ajal ja hakkpuidu katla remondi ajal kasutatakse olemasolevat põlevkiviõlil töötavat reservkatelt. 20

21 Toodang põlevkiviõliga on umbes 543 MWh. Olemasolevad põlevkiviõli katlad on võimalik käitada soojusvõrgu minimaalsetel koormustel Soojusvarustuse arendamise variantide majanduslik hinnang Majandusarvutuste metoodika Majandusanalüüs on teostatud kulude analüüsi metoodika alusel. Analüüsitakse kulude muutumist baasvariandiga võrreldes pärast soojusvarustuse skeemi muutmist ehk investeeringu teostamist. Investeeringute efektiivsuse hindamiseks on kasutatud põhiliselt diskonteeritud rahavoogudel põhinevaid näitajaid ja need on IRR ja NPV. Diskonteeritud rahavoogudel põhinevate näitajate kasutamise tulemused ja Konkurentsiameti piirhinna kinnitamise metoodika baasil arvutatud mõjud soojuse hinnale võivad erineda. Seega saab käesolevas arengukavas soojusvarustuse arendusvariantide majandusarvutusi lugeda suunda andvateks. Majandusarvutuste tulemusena arvutatakse järgmised arendusvariant iseloomustavad näitajad: summaarsed kulud enne investeeringut; soojuse hind enne investeeringut; summaarsed kulud pärast investeeringut; soojuse hind pärast investeeringut; aastane kasum/kahjum pärast investeeringut; ajaldatud tulu väärtus (NPV); tulu sisenorm (IRR); lihtne tasuvusaeg Majandusarvutuste lähteandmed ja tulemused Soojusvarustuse arendusvariantide käsitlemisel ja majandusarvutuste tegemisel on lähte - andmetena kasutatud teadaolevaid andmeid ja eelnevat analüüsi soojuse tootmise ja müügi, energia hindade kohta ning kogemuslikke tulevaste kulude hinnanguid. Soojuse tootmise ja müügi rahaliste kulutuste osas on esitatud ainult andmeid kütuste maksumuse osatähtsuse kohta Konkurentsiameti poolt kinnitatud soojuse piirhinnas või tegelikus hinnas. Andmed muude soojuse hinnakomponentide kohta konkreetse käitaja puhul on konfidentsiaalsed. Majandusarvutustes on lähtutud investeeringu finantseerimisest laenurahadega. Laenu tagasimaksmine toimub nn. annuiteetlaenuna ehk võrdsete aastamaksetena. Majandusarvutuste variantides on arvestatud ka eeldatava kuni 50% lise investeeringu toetusega. 21

22 Suhteline soojuse hind Senise soojusvarustuse süsteemi säilitamine Soojusvarustuse arendusvariantide majandusliku hinnangu baasvariandi (praegune olukord - variant 0) puhul on lähtutud kaugküttesoojuse piirhinnast 55,27 /MWh. Muud soojuse müügihinna komponendid on käsitletud summaarselt koondnimetusega Kulud kokku. Baasvariandi lähteandmed on esitatud tabelis 5.2. Tabel 5.2. Majandusarvutuste lähteandmed. Baasvariant Näitaja Ühik Väärtus Soojuse toodang (hakkpuit) MWh Soojuse toodang (põlevkiviõli) MWh 391 Soojuse toodang kokku MWh Soojuse müük MWh Omatarve MWh 88 Soojuskadu MWh 316 Kütused: - hakkpuit m 3 /a põlevkiviõli t/a 35,2 Kütuste maksumus /a Tegevuskulud /a Kulud kokku (Võrukivi võrgupiirkond) /a Soojuse müügi piirhind /MWh 55,27 Variandi 0 kohaselt soojusvarustuse jätkamisel sõltub soojuse hind kütuste (peamiselt hakkpuidu hinnast) hinnast ja soojuse müügimahust. Eeldades hakkpuidu hinna tõusu 3 4% aastas, soojuse müügimahu vähenemist 6,5% perioodi jooksul ja tegevuskulude kasvu 1,0 1,5% aastas, on joonisel 5.3 esitatud soojuse hinna muutumise prognoos, mida on arvestatud soojusarendusvariantide arendusvariantide majandusanalüüsis. 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Aastad Kütuse hinna ja THI muutus Kütuse hinna muutus Joonis 5.3. Soojuse müügihinna prognoos tulenevalt kütuste hinnatõusust ja THI 1 -st 1 THI-tarbijahinnaindeks 22

23 Soojuse suhteline hind Joonisel 5.4 on esitatud soojuse müügihinna vähenemine sõltuvalt müügimahu vähenemisest 10 aasta jooksul, eeldusel, et kallineb kütus ja suurenevad tegevuskulud. Müügimahu vähenemisel 10% suureneb soojuse hind 34% ja müügimahu vähenemisel 25% on soojuse hinna kasv 50% samade tegevuskulude juures. Müügimahu vähenemisel on soojuse hinna kasv tunduvalt kiirem. 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, Aastad Vähenemine 10% Vähenemine 25% Vähenemine 0% Joonis 5.4. Soojuse müügihinna sõltuvus müügimahust Olemasoleva torustiku renoveerimine Võrukivi kaugküttevõrgu renoveerimise variandi 1 majandusarvutuste tegemisel on lähtutud tabelis 5.3 esitatud lähteandmetest, mis kirjeldavad soojuse tootmist ja selle rahalisi kulutusi Võrukivi võrgupiirkonna soojusvarustuseks. Tabel 5.3. Majandusarvutuste lähteandmed. Variant 1 Peale investeeringut Ühik Väärtus Aastane soojusenergia toodang MWh/a Soojuse toodang (hakkpuit) MWh/a Soojuse toodang (põlevkiviõli) MWh/a 293 Omatarve MWh/a 88 Soojuskaod MWh/a 196 Soojusenergia tarbimine (müük) MWh/a Kütuse liik hakkpuit - kütuse kütteväärtus MWh/m 3 0,74 - kütuse hind /m 3 12,35 - katla kasutegur % 85,5 - kütuse energia MWh 1 941,6 - aastane kütuse kulu m 3 /a

24 Peale investeeringut Ühik Väärtus Kütuse liik põlevkiviõli - kütuse kütteväärtus MWh/t 11,4 - kütuse hind /t katla kasutegur % 77,5 - kütuse energia MWh aastane kütuse kulu t/a 33,2 Aastane kütuse maksumus /a Kütuse maksumus 1 MWh soojuse tootmiseks /MWh 22,19 Investeeringu maksumus Intressi määr % 5,5% Laenu periood aastates 5 Diskontomäär % 6% Tegevuskulud /a Summaarsed aastased kulud /a Variandi 1 projekti investeeringu põhilised finantsnäitajad on 100% lise omafinantseerimise korral järgmised: Puhas nüüdisväärtus NPV (15 aastat) eurot; Sisemine tasuvuslävi IRR (15 aastat) 1,6%; Lihtne tasuvusaeg 21,2 aastat; Projekti eeldatava 50% lise omafinantseerimise korral on investeeringu põhilised finantsnäitajad järgmised: Puhas nüüdisväärtus NPV (5 aastat) eurot; Sisemine tasuvuslävi IRR (5 aastat) 7,2%; Lihtne tasuvusaeg 10,6 aastat. Kasutatud majandusarvutuste lähteandmete puhul ei ole variandi 1 kohane investeering majanduslikult tasuv. Kulude kokkuhoid saavutatakse küll kulutuste vähenemisega kütustele, aga see ei ole piisav vajaliku investeeringu rahastamiseks. Investeeringu 50% lise toetuse korral ületab (mitte oluliselt) investeeringu tulukus soojuse piirhinna Konkurentsiameti poolt kooskõlastamisel kasutatavat WACC väärtust (6,07%). Soojusvõrgu rekonstrueerimiseks on vajalik investeeringu toetused vähemalt 50% ulatuses Võrukivi Tehnopargi ühendamine Võrukivi võrgupiirkonnaga Võrukivi Tehnopargi Võrukivi soojusvõrguga ühendamise kohta saab anda ainult üldise hinnangu sellise ühendamine kohta. Tehnoparki ehitatakse hooneid järk järgult ja vastavalt sellele suureneks ka kogu soojusvõrgus soojuse tarbimine. Võrukivi soojusvõrgus on soojuse tarbimise kasv vajalik, et tagada hakkpuidu katla parem koormamine ja kogu soojusvõrgu 24

25 efektiivsuse suurenemine. Soojuse tarbimise kasvuga suureneks ka soojusvõrgu energiatihedus vähemalt väärtuseni 3,5 MWh/m, mis on ka võrgupiirkonna jätkusuutliku arengu tagamise eelduseks Majandusarvutuste kokkuvõte Võrukivi kaugküttesüsteemi arendamise erinevate variantide majandusarvustuste tulemused on kokkuvõtlikult toodud tabelis 5.4. Tabel 5.4. Majandusarvutuste kokkuvõte Variant 0 Kirjeldus Jätkub senine soojuse tootmise olukord. Olulisi renoveerimisi ei tehta Lihtne Investeering IRR, % tasuvusaeg tuh eurot (15 a) aasta Olemasoleva kaugkütte torustiku rekonstrueerimine Võrukivi Tehnopargi ühendamine Võrukivi võrgupiirkonnaga 56,5 1,6 21,2 28,25 (50% line investeeringu toetus) 7,2% 10,6 Majandusanalüüsi pole läbi viidud Kasutatud majandusarvutuste lähteandmete puhul ei ole variandi 1 kohane investeering majanduslikult tasuv. Soojusvõrgu rekonstrueerimiseks on vajalik investeeringu toetus vähemalt 50% ulatuses. Kõik eelnevalt toodud investeeringute majandusarvutuste tulemusi tuleks vaadelda mitte lõplikena, vaid suunda andvatena, arvestades tulemuste tundlikkust võimalikele algandmete (nt kütuste hinnad, soojuse tarbimine, investeeringu suurus) muutustele, kui ka riskifaktoreid ehk renoveerimisprojekti õnnestumist ohustavaid faktoreid, millisteks võivad olla: pidevalt muutuv majandusolukord, seadusandlusest tingitud muutused tootmise finantsolukorras. 25

26 6. Soovituslik tegevuskava Võrukivi võrgupiirkonna arendamiseks 1. Võrukivi võrgupiirkonna arendamisel pidada prioriteetseks arengusuunaks kaugküttevõrgu laiendamist Võrukivi Tehnopargi maa-alale, kindlustamaks kaugküttega lähiaastatel Võrukivi Tehnoparki ehitavad hooned. 2. Võrukivi võrgupiirkonna soojusvõrku on järk-järgult renoveeritud, paigaldades eelisoleeritud torusid. Vajalik on jätkata soojusvõrgu renoveerimisega. Renoveerimist vajab veel 137 m maa-alust soojustorustikku ja 110 m maapealset soojustorustikku, et vähendada käesoleva soojuse müügimahu juures soojusvõrgu suhtelist soojuskadu vähemalt tasemeni 10 11%. 3. Soojuse müügi/tarbimise osatähtsust tarbitud kütuste energiasisalduse kohta iseloomustab kaugkütteahela kasutegur, mis Võrukivi võrgupiirkonnas on aastatel olnud vahemikus 63 65%. Võrukivi kaugküttesüsteemi rekonstrueerimisel tuleks seada eesmärgiks kaugkütteahela kasuteguri tõstmine vähemalt tasemeni vähemalt 70%. 4. Võrukivi võrgupiirkonda on vajalik leida uusi võimalikult suure suvise soojavajadusega soojustarbijaid, et suveperioodil saaks soojatootmiseks kasutada hakkpuiduga köetavat katelt. 5. Vajalik on rakendada meetmeid suveperioodil soojusvõrgu tagasivoolu küttevee temperatuuri alandamiseks koostöös soojusettevõtte ja soojatarbijate vahel. 6. Katlamaja, kaugküttevõrkude ja hoonete renoveerimisel kaasata maksimaalselt Keskkonnainvesteeringute Keskuse, KredExi ja teisi võimalikke toetusi. 7. Hoonete renoveerimisel arvestada, et renoveeritud hooned vastavad vähemalt hoonete energiatõhususe miinimumnõuetele. Sellega vähenevad kulud hoonete küttele ja ka hoolduskulud. 8. Võru linnal on soovitav teha teavitustööd ning toetada administratiivselt korteriühistuid energiamärgiste ja -auditite tegemisel ning hoonete renoveerimisel. 9. Vajalik on koostöö tarbijate ja kaugkütte ettevõtte vahel. Kaugkütte teenuse pakkumisel on soovitav arvestada tarbijate mõistlike soovidega teenuse osas, et vähendada tarbijate võimalikku huvi paralleeltarbimise vastu. Soovitav on korraldada ka teabepäevi energiasäästu teemadel. 10. Paralleeltarbimise vältimiseks ja/või mõjude leevendamiseks kaugküttesüsteemile on soovitav hoonete renoveerimisel tarbijate investeeringute suunamine projekteerimistingimuste ja ehituslubade väljastamisega kohaliku omavalitsuse poolt koostöös kaugkütte ettevõtetega. 26

27 Lisa 1. Võrukivi kaugküttevõrgu plaan 27

28 Lisa 2. Võrukivi kaugküttevõrgu skeem Toomar Paur volikogu esimees 28